Почему звезды во Вселенной рождаются в 2,5 раза медленнее

Международная группа астрономов под руководством ученых из Китайской академии наук представила неожиданные результаты, проведя масштабные измерения запасов нейтрального водорода за последние 4,5 миллиарда лет. Согласно данным Иксбт.ком, за этот период темпы звездообразования во Вселенной снизились почти в 2,5 раза, однако плотность нейтрального атомарного водорода — основного «топлива», из которого формируется молекулярный водород и впоследствии звезды, — упала всего в 1,4 раза. Об этом сообщает Иксбт.ком сообщает.

Для проведения этого масштабного исследования были использованы два мощных научных инструмента. Первый — крупнейший в мире радиотелескоп FAST с диаметром антенны 500 метров, расположенный в китайской провинции Гуйчжоу, который зафиксировал излучение на длине волны 21 см. Второй — спектроскопический проект ДЭСИ, работающий на телескопе Николаса Мейолла в штате Аризона, США. Вместе эти инструменты собрали данные о почти 2,5 миллионах галактик, охватив треть неба.

Топлива достаточно, но «производство» замедляется

Согласно логическим предположениям научного сообщества, звезды рождаются из облаков холодного молекулярного водорода, который, в свою очередь, образуется из нейтрального водорода. Следовательно, с исчерпанием запасов процесс должен был прекратиться. Однако данные, собранные телескопами FAST и ДЭСИ, опровергли эту закономерность. Несмотря на то, что запасы нейтрального водорода фактически сохранились в достаточном объеме, работа «фабрик звезд» замедлилась.

Один из руководителей исследования Сюнь Го отметил, что наблюдаемый учеными процесс охватывает фазу спада на позднем этапе развития Вселенной. Показатели снижаются примерно с периода «космического полдня» — времени 10 миллиардов лет назад, когда наблюдался пик звездообразования. Тем не менее, диспропорция между наличием нейтрального водорода и резко сокращающимся производством звезд требует научного объяснения.

Важность барионного цикла

По мнению ученых, корни этого явления кроются в барионном цикле. Барионный цикл — это процесс циркуляции обычного вещества между галактиками и межгалактической средой. Вещество притягивается из космической паутины в галактику, часть его превращается в звезды, а другая часть выбрасывается обратно в результате вспышек сверхновых и звездных ветров.

Авторы предполагают, что по мере старения Вселенной поток газа из крупномасштабной паутины ослабевает. Хотя общие запасы нейтрального водорода остаются стабильными, эффективность его превращения в молекулярный газ падает. В результате, даже если запасы еще не исчерпаны, газ, уже затраченный на звезды, не восполняется, и процесс постепенно затухает.

Полученные результаты отражают не всю историю прошлого, а лишь определенный момент в поздней Вселенной. Телескоп FAST может заглянуть примерно на 7,2 миллиарда лет назад, однако для изучения более ранних периодов требуются глубокие анализы в различных диапазонах. Данное исследование служит прочным фундаментом для будущих открытий в истории Вселенной.